Описание экспериментальной установки

В данной работе зависимость сопротивления термистора от температуры исследуется путем измерения величины сопротивления термистора мостиком Уитстона при различных температурах. Схема измерений дана на рисунке 2.

Рис. 2. Обозначения на схеме: АСВ - реохорд, R - магазин Р33, G - гальванометр, RT - термистор, помещенный в термостат.

Из теории мостика Уитстона (см. [2] с. 200) следует, что при отсутствии тока в гальванометре выполняется условие:

                                                            (6)

где R – сопротивление магазина сопротивлений Р33, L₁ и L₂ - длины плеч реохорда.

Измерения и обработка результатов

1. Собрать схему, приведенную на рисунке 2.

2. Включить выпрямитель ВС 4-12 и измерить сопротивление термистора при комнатной температуре. Измерения проводить так:

а) установить движок посередине реохорда,

б) подобрать сопротивление магазина Р33 так, чтобы при замыкании ключа К стрелка откланялась бы на малое число делений, в) перемещая движок реохорда С добиться полного отсутствия тока через гальванометр. Занести в таблицу 1 полученные величины.

3. Изменить силу нагрева термостата и, после его стабилизации, повторить операции пункта 3.2. Получить 5-7 значений R_T в диапазоне 300-400 К.

4. Построить график зависимости R_T = R_T(T)

5. Определить коэффициент В (см. (2)) и ТКС по обеим формулам (3) и (4).

6. По формуле (5) определить величину энергии активации для каждой пары значений R_T и Т.

7. Найти величину < > и погрешность определения < >.

Таблица 1.

№ п/п	Т	R	l1	l2	RT

Вопросы и упражнения

1. Что такое полупроводники?

2. Каков механизм собственной проводимости полупроводников?

3. Каков механизм примесной проводимости полупроводников?

4. Что означает отрицательный ТКС?

5. Получите соотношение (4).

6. Как ведет себя сопротивление полупроводника при высоких температурах? Продолжите график зависимости на рисунке 1.

7. Что такое энергия активации?

8. Получите условие равновесия мостика Уитстона.

Приложение. ЭКСПЛУАТАЦИЯ ТЕРМОСТАТА

Термостат - устройство для поддержания постоянной температуры. Он состоит из электропечи и регулятора температуры. Внешний вид элементов термостата показан на рисунке 1.

В используемом термостате постоянство температуры обеспечивается терморегулятором “ЭРА-М”, который играет роль ключа, включающего и выключающего нагрев электрической печи. При превышении некоторого заданного значения температуры напряжение, подаваемое на нагревательную спираль печи, отключается и нагрев прекращается. При падении температуры ниже некоторой происходит автоматическое подключение напряжения и осуществляется подогрев печи.

Рис. 3.
А- регулятор температуры ЭРА-М 1 – ручка регулятора температуры нагрева печи, 2 - регулятор “зона”, 3 - выключатель сети, 4 - сигнальная лампа – нагрев включен, 5 сигнальная лампа – нагрев выключен.		В - электропечь 1 и 2 - выводы спирали нагревателя печи, 3 – выводы спая термопары, 4 – клеммы подключения исследуемого образца

       Для нормальной работы термостата необходимо собрать электрическую цепь в соответствии со схемой на рисунке 4.

Рис. 4. Схема электрических соединений термостата ЛАТР – лабораторный автотрансформатор, ­ “ЭРА ­М”, электрическая печь. ОС – обратная связь датчика температуры

 

Лабораторная работа № 9